Bài tập trắc nghiệm vật lý ôn THPTQG

Bài tập trắc nghiệm vật lý ôn THPTQG
Câu 1: Hai chất điểm dao động điều hoà trên hai trục tọa độ Ox và Oy vuông góc
với nhau (O là vị trí cần bằng của cả hai chất điểm). Biết phương trình dao động
của hai chất điểm là: x = 2cos(5πt +π/2)cm và y =4cos(5πt – π/6)cm. Khi chất điểm
thứ nhất có li độ x =
điểm là

− 3

cm và đang đi theo chiều âm thì khoảng cách giữa hai chất

7

2 3

3 3

A.
cm.
B.
cm.
C.
cm.
Giải: Chất điểm 1 dao động trên đoạn A’A = 4cm trục Ox
B’ •
y
B•
N•
• • •
A’ M
O

•

D.

15

cm.

A x

Chất điểm 2 dao động trên đoạn B’B = 4cm. trục Oy
Tại t = 0: x0 = 0, v0 <0. Khi chất điểm thứ nhất có li độ
x=

− 3

cm và đang đi theo chiều âm tại thời điểm t = T/6 = 1/15(s)

có tọa độ OM = -

3

cm

3

Tại t = 0: y0 = 2 cm , v02 >0
Tại thời điểm t = T/6 = 1/15(s) chất điểm thứ hai có li độ
3

y = 4cos(5π/15 – π/6) = 4cos(π/6) = 2 cm ( điểm N)
Do đó khoảng cách giữa hai chất điểm là :
MN =

OM 2 + ON 2

=

15

cm. Đáp án D

H
S3
S4
S1
S2

Câu 2. Hai nguồn sóng S1; S2 dao động cùng pha cách nhau 8cm. Về một phía của
S1S2 lấy them 2 điểm S3S4 = 4cm và hợp thành hình thang cân S1S2S3S4. Biết bước
sóng 1cm. Hỏi đường cao hình thang lớn nhất là bao nhiêu để trên đoạn S3S4 có 5
điểm dao động cực đại.


A. 6,71 cm B.67,1 cm C. 6,17cm D. 6,17mm
Giải λ = 1cm.
d1 = S1S3; d2 = S2S3
d1 – d2 = 2λ = 2 cm (*)
d12 = h2 + S1H2 = h2 + 62

d22 = h2 + S2H2 = h2 + 22
d12 – d2 = 32 (**)
Từ (*) và (**) suy ra
d1 + d2 = 16 cm -----> d1 = 9cm
-----> h =

92 − 62

=3

5

= 6,71 cm. Đáp án A

Câu 3: Trong hiện tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp A, B cách nhau
một khoảng a= 20 cm dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, cùng pha với
tần số 50 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 1,5 m/s. Xét các điểm trên mặt
nước thuộc đường tròn tâm A, bán kính AB, điểm nằm trên đường tròn dao động
với biên độ cực đại cách đường trung trực AB gần nhất một khoảng là
A. 3,246 cm
B. 12,775 cm
C. 2,572 cm
D.
1,78 cm
• •
H N
d1
M•
•
B

•
A
d2

Giải:
Bước sóng λ = v/f = 0,03m = 3 cm
Xét điểm N trên AB dao động với biên độ
cực đại AN = d’1; BN = d’2 (cm)
d’1 – d’2 = kλ = 3k
d’1 + d’2 = AB = 20 cm
d’1 = 10 +1,5k
1 ≤ d’1 = 10 +1,5k ≤ 20
----> - 6 ≤ k ≤ 6
------> Trên đường tròn có 26 điểm dao động với biên độ cực đại


Điểm gần đường trung trực AB nhất ứng với k = ± 1
Điểm M thuộc cực đại thứ 1
d1 – d2 = λ = 3 cm; d2 = d1 – 3 = 20 – 3 = 17cm
Xét tam giác AMB; hạ MH vuông góc với AB. Đặt AH = x
MH2 = d12 – x2 = 202 – x2
MH2 = d22 – BH2 = d22 – (20-x)2 = 172 – (20 – x)2
-----> 172 – (20 – x)2 = 202 – x2 -----> 40x = 511 cm => x = 12,775cm. Đáp án
khác
Xem lại đáp án B???
Câu 4: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng không đáng kể, độ
cứng k = 50 N/m, khối lượng vật treo m = 200 g. Vật đang nằm yên ở vị trí cân
bằng thì được kéo thẳng đứng xuống dưới để lò xo giãn tổng cộng 12 cm rồi thả
nhẹ cho nó dao động điều hòa. Lấy g = π2 m/s2 = 10 m/s2. Thời gian lực đàn hồi tác
dụng vào giá treo cùng chiều với lực hồi phục trong một chu kì dao động là

A. 2/15 s
B. 1/10 s
C. 1/15 s
D. 1/30 s
Giải:
• N
• M
•O O

Chọn trục tọa độ như hình vẽ. Gốc tọa độ tại O
Độ giãn của lò xo khi vật ở VTCB;
mg
k

∆l0 =
= 0,04m = 4cm
Biên độ dao động của hệ A = 12cm - ∆l0 = 8cm
m
k

Chu kì dao động của con lắc: T = 2π
= 0,4s
Thời gian lực đàn hồi tác dụng vào giá treo cùng chiều
với lực hồi phục trong một chu kỳ dao động là thời gian
vật CĐ từ O đến N và từ N đến O với N là vị trí lò xo có độ dài tự nhiên
( lò xo đang bị giãn: giá treo bị kéo xuống theo chiều dương;
lực hồi phục hướng theo chiều dương về VTCB)
ON = ∆l0 = A/2. tON =
----> t = 2tON = 2.

T
12

=

T
12
T
6

=

0,4
6

=

1
15

(s). Đáp án C


Câu 5 : Một chất điểm dao động điều hoà có vận tốc bằng không tại hai thời điểm
liên tiếp là t1 = 2,2 (s) và t2 = 2,9(s). Tính từ thời điểm ban đầu (t o = 0 s) đến thời
điểm t2 chất điểm đã đi qua vị trí cân bằng
A. 6 lần .
B. 5 lần .
C. 4 lần .
D. 3 lần .

Giải: Vận tốc bằng không tại vị trí biên, vận tốc bằng không tại hai thời điểm liên
tiếp là
t1 = 2,2 (s) và t2 = 2,9(s) ---> T = 2(t2 – t1 ) = 1,4s
Xác định thời điểm ban đầu
Pt dao động x = Acos(ωt + ϕ)
Giả sử tại thời điểm t1 có x1 = A
⇔
M2
M1
M0

cos(ωt1 + ϕ) = 1

ϕ = k2π -

22π .
7

x = Acos(ωt +
π.
2

6π .
7

Acos(ωt1 + ϕ) = A

(ωt1 + ϕ) = k2π

⇔

ϕ = k2π - ωt1 = k2π -

Vì - π ≤ ϕ ≤ π ⇒ - π ≤ k2π -

---> k = 2 ----> ϕ =

2π .
T

⇔

⇔

6π .
7

6π .
7

22π .
7

2π .2,2
1,4

≤ π

----> x = Acos(ωt + ϕ)

) = 0 -----> ωt +
T
2

6π .
7

=

π.
2

+ kπ

5
14

t = + kπ ---> t = (k - ) = 0,7k – 0,25
0 ≤ t = 0,7k – 0,25 ≤ 2,9 ----> 0,357 ≤ k ≤ 4,5 -----> 1≤ k ≤ 4
Có 4 giá trị của k = 1, 2, 3, 4.
Trong khoảng thời gia từ t0= 0 đến t2 = 2,9s chất điểm 4 lần qua VTCB. Đáp
án C
Câu 6..Một chất điểm tham gia đồng thời 2 dao động
x1 = A1.cos10t ; x2 = A2 .cos(10t + ϕ2 )

ϕ2 − ϕ =

π
6

.

Tỉ số

ϕ
ϕ2

?

.Dao động tổng hợp là

x = A1. 3.cos(10t + ϕ )

với


π/6
O
A
A1
A2

A.

1
2
hay
3
3

B

4
2
hay
3
3

C.

3
2
hay
4
5

D.

3
1
hay
4
2

ϕ

Giải: Vẽ giãn đồ véc tơ như hình vẽ
Tronh tam giác OAA2: A =

3

π
6

A1

A12 = A2 + A22 – 2AA2cos = 3A12 + A22 – 3A1A2
---> A22 – 3A1A2 + 2A12 = 0 (*)
Phương trình (*) có hai nghiệm: A2 = 2A1 và A’2 = A1
A22 = A2 + A12 – 2AA1cosϕ
--> cosϕ =

A 2 + A12 − A22
2AA1

*---> cosϕ =

---->

ϕ
ϕ2

=

3 A12 + A12 − 4 A12
2 AA1

π
2

π π
+
2 6

=

= 0 ----> ϕ =

3
4

3 A + A12 − A12
2
1

**---> cosϕ’ =

---->

ϕ'
ϕ2

=

2 3 A12

=

π
6

π π
+
6 6

=

ϕ
ϕ2

π
2

3
2

----> ϕ’ =

π
6

1
2
3
4

1
2

Chọn đáp án D

= hoặc
Câu 7. Trên mặt nước có 2 nguồn kết hợp giống nhau dao động theo phương thẳng
đứng.Sóng do chúng tạo ra có bước sóng λ.Khoảng cách AB =12λ.Số điểm dao


động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn trên đoạn BN=9λ của hình chữ
nhật AMNB trên mặt nước là
A .2 B .1 C.3 D.5
M
N•
Giải: Giả sử phương trình của hai nguồn u = acosωt
•
Xét điểm C trên BN: d1 = AC; d2 = BC 0 < d2 < 9λ
C
Biểu thức sóng tại C:
uC = acos(ωt -

2πd1
λ

π (d1 − d 2 )
λ

) + acos(ωt -

2πd 2
λ

π ( d1 + d 2 )
λ

d1

)

•

A
= 2acos(
)cos(ωt )
C là điểm dao động với biên độ cực đại khi:
d1-d2 = kλ (*) với k là số nguyên dương
Mặt khác ta có d12 – d22 = AB2 = 144λ2 (**) hay (d1+d2) (d1-d2) = 144λ2
Từ (*) và (**) --- (d1+d2) = 144λ/k (***)
144 − k 2
2k

•
d2

•
B

144 − k 2
2k

- d2 =
λ -- 0 <
λ< 9λ ---- 7≤ k≤ 11 (1)
C là điểm dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn khi:

d1+d2 = 2k’λ Với k’ nguyên dương
d2 =

144 − k 2
2k

λ và d1 = d2 + kλ =

144 + k
2k

2

144 − k
2k

2

144 + k 2
2k
144
k

λ -72
k

- d1+d2 =
λ+
λ=
λ = 2k’λ --- k’ =

(2)
Từ (1) và (2) --- k là ước của 72. -- k = 8 và k = 9 có 2 giá trị của k
Số điểm dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn trên đoạn BN là
2.Đáp án A
Câu 8. Một sợi dây đàn hồi AB, khi chưa có dao động AB=1,2m, đầu B được giữ
cố định, đầu A gắn với một cần rung và bắt đầu dao động với phương trình: u =
4cos(20πt)(cm, s), tốc độ truyền sóng trên dây là v =1,2m/s năng lượng sóng
không bị mất khi truyền đi. Tại vị trí điểm M trên dây cách B 67cm ở thời điểm t
=1s có biên độ dao động là:
A. 4cm. B. 8cm. C. 5cm. D. 6cm.
Giải: d = AM = AB – MB = 53 cm; Bước sóng λ = v/f = 0,12m = 12 cm


Chu kỳ sóng T = 0,1s. Ở thời điểm t = 1s = 10T trên dây chưa có sóng dừng: sóng
truyền từ A vừa tới B, sóng phản xạ từ B chưa tới được M. Do đó biểu thức của
2πd
λ

sóng tại M: uM = 4cos(20πt )
----> Tại vị trí điểm M trên dây cách B 67cm ở thời điểm t=1s có biên độ dao
động là 4 cm. Đáp án A
Câu 9: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi U và tần số
f thay đổi được vào hai đầu mạch mắc nối tiếp gồm một cuộn dây không thuần cảm
có độ tự cảm L và điện trở thuần r, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Ban đầu
khi tần số mạch bằng f1 thì tổng trở của cuộn dây là 100Ω. Điều chỉnh điện dung
của tụ sao cho điện áp trên tụ cực đại thì giữ điện dung của tụ không đổi. Sau đó
thay đổi tần số f thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch thay đổi và khi f =
f2 = 100Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch cực đại. Độ tự cảm L của
cuộn dây là
A. 0,25/π H B. 0,5/π H C. 2/π H D. 1/π H

Giải: f = f1 Zd =

R 2 + Z L21

Khi UC = UCmax thì ZC1 =

= 100 Ω --- R2 + ZL12 = 104
R 2 + Z L21
Z L1

---

L
C

= R2 + ZL12 = 104 (*)

Khi f = f2 ; I = Imax Trong mạch có cộng hưởng điện --- ZC2 = ZL2

LC =

1
ω 22

1

=

4π 2 f 22

Từ (*) và (**) ---- L2 =

(**)
10 4
4π 2 f 22

-- L =

10 2
2πf 2

=

1
2π

=

0,5
π

H. Đáp án B

Câu 10: Đoạn mạch AB gồm điện trở R = 50Ω, cuộn dây có độ tự cảm L = 0,4/π H
và điện trở r = 60Ω, tụ điện có điện dung C thay đổi được và mắc theo đúng thứ tự
2

trên. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có dạng: uAB = 220 cos100πt
(V), t tính bằng giây. Người ta thấy rằng khi C = Cm thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu
đoạn mạch chứa cuộn dây và tụ điện đạt cực tiểu Umin. Giá trị của Cm và Umin lần

lượt là
A. 10–3/(4π) F và 120 V
B. 10–3/(3π) F và 264 V


C. 10–3/(4π) F và 264 V
D. 10–3/(3π) F và 120 V
Giải: Đặt điện áp giữa hai đầu đoạn mạch chứa cuộn dây và tụ điện là U.
U AB
r 2 + (Z L − Z C ) 2

Ta có U = I

=

( R + r ) 2 + (Z L − Z C ) 2

U AB

U AB

( R + r ) + (Z L − Z C )
r 2 + (Z L − Z C ) 2
2

U=

r 2 + (Z L − Z C ) 2

2

1+

R 2 + 2 Rr
r 2 + (Z L − Z C ) 2

=

---- U = Umin khi ZC = ZCmin = ZL = 40Ω - Cmin =

10 −3
4π

U AB

U = Umin =

(R + r ) 2
r2

=

U AB r
R+r

= 120V. Chọn đáp án A

F